Как найти момент сопротивления двигателя

В большинстве ЭМС
электродвигатель приводит в действие
производственный механизм через систему
передач, элементы которой могут
осуществлять как вращательные так и
поступательные движения, с момент
сопротивления приложенный к
производственному механизму.

Рис.1

В процессе
приведения необходимо определить такой
момент М_с,
который приложен к валу двигателя
оказывает на систему такое же действие
как и момент М_см,
приложенный к производственному
механизму этот момент и называется
приведенным.

Приведение моментов
сопротивления выполняется на основании
уравнения энергетического баланса:
мощность, передаваемая всем элементам
системы, с учетом КПД, остается неизменной.

,
где

–
КПД всего механизма

Приведение Сил сопротивления к валу электродвигателя.

Рис. 2

Для приведения
вращательного движения в поступательное
уравнение записывается в виде:

Fc
– приведенная сила

Uд
– скорость выходного элемента двигателя

Приведение моментов инерции и масс к валу двигателя.

Привеление моментов
инерции к валу двигателя осуществляется
на том основании, что

запас
кинематической энергии, отнесенный к
одной оси, остается неизменным.

Ii
– момент инерции передач системы

Im
– момент инерции производственного
механизма

Целью приведения
является нахождении такого момента
инерции, который будучи соединенным с
валом двигателя, оказывает на системы
такое же действие как и различные
элементы системы вращающиеся с различной
скоростью.

– для поступательного

Если часть элементов
системы вращается с одинаковыми
скоростями, то эти элементы объедены в
группы. Так для рис.1 приведен момент
инерции

Если часть элементов
системы совершает поступательные
перемещения, то доп.

Если производственный
механизм совершает поступательный
перемещения, то

Если двигатель
совершает поступательные перемещения,
а производственный механизм вращается,
то находится приведенная масса

m
– приведенная масса

m_g
– масса подвижных частей двигателя

5. Моделирование динамики разомкнутой системы

Динамика
электродвигателя постоянного тока
полностью описывается системой двух
уравнений, первое из которых является
основным уравнением двигателей
постоянного тока и описывает переходные
процессы в электрических цепях
электродвигателя, а второе уравнение
описывает механическую систему
электродвигателя и построено на основании
второго закона Ньютона для вращательного
движения.

(1)

(2)

где U- напряжение,
приложенное к якорной цепи; E-э.д.с.
двигателя;

-активное сопротивление, ток и индуктивность
якорной цепи;

–
активный момент двигателя и момент
сопротивления, приведенный к валу
двигателя;

-круговая
частота вращения якоря двигателя, J
– момент инерции всех элементов системы,
приведенный к валу электродвигателя.

Э.д.с. двигателя
пропорциональна частоте вращения

,
(3)

где c
–
конструктивный коэффициент двигателя,
Ф- магнитный поток возбуждения, n- частота
вращения в об/мин, c- коэффициент
пропорциональности.

Активный момент
двигателя пропорционален току якоря

, (4)

где

–
конструктивный коэффициент.

Коэффициент
пропорциональности c
может быть определен из формулы

где

-номинальная
круговая частота вращения,

–
частота вращения в об/мин,

–
номинальное напряжение ,

-номинальный
ток якоря.

Иногда в таблицах
справочных данных отсутствует одно из
значений

либо

,
тогда недостающую величину можно оценить
из следующих соображений:

;

;

;

.

Индуктивность
якорной цепи может быть приближенно
определена по формуле

где

–
коэффициент, равный 0,6 для двигателей
без компенсационной обмотки и равный
0,25 для двигателей с компенсационной
обмоткой, p- число пар полюсов двигателя.

Напишем
уравнения (1) и (2) таким образом, чтобы
производные тока и скорости находились
в левой части

;

или

;

.

Моделирование
динамики электродвигателя с приведенными
нагрузками осуществляется по алгоритму,
представленному на рис.2 , где n
– счетчик циклов, z
– количество циклов, через которое
осуществляется печать,

– предполагаемое время переходного
процесса.

Р
ис.2

На основании
моделирования необходимо построить
две характеристики: механическую и
регулировочную.

Механическая
характеристика

строится по двум точкам при некоторых
значениях момента сопротивления.

Для построения
регулировочной характеристики

необходимо задать 6…8 значений напряжения
(влево и вправо от номинального значения)
и определить значения установившейся
частоты вращения.

По регулировочной
характеристике определяют значения
минимальной

и максимальной

частот вращения и соответствующие им
напряжения

и

.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Приведение статических моментов сопротивления к валу электродвигателя

Процесс приведения будем рассматривать на примере кинематической схемы механизма подъема крана.

Кинематическая схема механизма подъема крана.

Для того чтобы перемещать груз с массой m со скоростью v_ио к нему должна быть приложена механическая мощность P_ио, равная произведению усилия, развиваемого при подъеме и скорости.

P_ио = F_ио·v_ио = m·g·v_ио

Во всех частях электропривода существуют потери, которые учитываются с помощью КПД. В нашей кинематической схеме суммарный КПД равен произведению КПД барабана на КПД редуктора.

η = η_б·η_р

В соответствии с законом сохранения энергии, необходимый момент, развиваемый двигателем должен обеспечивать необходимую мощность для перемещения груза.

M_с·ω = m·g·v_ио / η

Поделив обе части уравнения на ω, получим:

M_с = (mg / η)·(v_иоgρ / η)

M_с – момент сопротивления производственного механизма, приведен к валу двигателя от сил, совершающих поступательное движение.

v_ио/ω = ρ – радиус приведения.

Для того чтобы привести к валу двигателя моменты, действующие при вращательном движении рабочего органа, используем:

M_с·ω = M_ио·ω_б / η

M_с = M_ио·(ω_б / ω) / η

I = ω/ω_б – передаточное число.

M_с = M_ио / (η·i)

Чтобы привести к валу двигателя статические моменты, действующие в электродвигателе, не нужно знать тип передачи и количество ступеней передачи, а достаточно знать отношение скоростей на входе в привод и на его выходе – скорость вращения барабана.

Приведенный к валу двигателя статический момент исполнительного органа производственного механизма называется моментом сопротивления и обозначается M_с.

Определение приведенного момента инерции электропривода

В отличие от определения статического момента, для приведения динамического момента необходимо знать параметры механической передачи и тип передачи. Принцип приведения основан на том, что величина суммарного запаса кинетической энергии всех движущихся частей электропривода, приведенных к валу двигателя, остается неизменной.

J(ω²/2) = J_д(ω²/2) + J₅(ω²/2) + J₆(ω_б²/2) + J_б(ω_б²/2) + m(v²/2)

J(ω²/2) = (J_д + J₅)(ω²/2) + (J₆ + J_б)(ω_б²/2) + m(v²/2)

J_д + J₅ = J₁

J₆ + J_б = J₂

J₁ – момент инерции всех элементов привода, вращающихся со скоростью ω.
J₂ – момент инерции всех частей привода, совершающих вращательное движение со скоростью ω_б.

J(ω²/2) = J₁(ω²/2) + J₂(ω_б²/2) + m(v²/2)

J = J₁ + J₂(ω_б/ω)² + m(v/ω)²

J = J₁ + J₂/i² + mρ²

Для приведения суммарного момента инерции к валу двигателя нужно знать моменты инерции всех вращающихся элементов электрического привода и отношение скоростей между скоростью вращения двигателя и скоростью вращения элемента привода. Если они вращаются с разными скоростями, то момент инерции нужно разделить на передаточное число в квадрате, а момент инерции от массы всех частей электропривода, совершающих поступательное движение, для приведения умножить на квадрат радиуса приведения.

Момент – сопротивление – двигатель

Cтраница 1

Момент сопротивления двигателя в основном зависит от вязкости масла, трения деталей кривошипно-шатунного и распределительного механизмо В и степени сжатия. При понижении температуры вязкость масла сильно возрастает, а следовательно, увеличивается момент сопротивления, что понижает обороты коленчатого вала и затрудняет пуск двигателя. Момент сопротивления двигателя Мсопр зависит от рабочего объема цилиндров 1 / л, выражаемого в литрах, и составляет 3 – 4 5 кгм на 1 л рабочего объема.
 [1]

Момент сопротивления двигателя изменяется в широких пределах и имеет резко-переменный характер.
 [3]

Момент сопротивления двигателя снижают применением зимних марок моторных масел и подогревом двигателя, а повышение пусковых качеств батареи – хранением ее в теплом помещении в период стоянки автомобиля на улице при низких температурах.
 [4]

При этих условиях моменты сопротивления двигателя и механизма будут равны и агрегат будет работать с постоянной скоростью при скольжении SH.
 [5]

Часто при расчетах моментами сопротивления двигателя и редуктора пренебрегают и учитывают только приведенный момент рабочего механизма. Как правило, нагрузочный момент является случайной величиной. Точное его определение возможно лишь при статистической обработке результатов измерений на реальном объекте.
 [7]

С и ниже) момент сопротивления двигателя возрастает настолько, что стартер уже не обеспечивает запуска. Одним увеличением мощности стартера разрешить проблему зимнего запуска нельзя, так как из-за крутого протекания кривых Мдв f ( n), где п – число оборотов коленчатого вала, значительное увеличение мощности стартера дает малый эффект; кроме того, принудительное вращение коленчатого вала при застывшем масле ( например, заводка буксиром) можег вызвать поломку валика масляного насоса и повредить другие детали.
 [8]

Для пуска необходимо, чтобы момент сопротивления двигателя был меньше крутящего момента, создаваемого давлением газов на поршни при первых вспышках. Между тем, прц понижении температуры вязкость масла, а следовательно и момент сопротивления, возрастают и пуск двигателя затрудняется. Поэтому существует некоторое предельное значение вязкости масла, при котором пуск еще возможен. Величина момента сопротивления двигателя при этой предельной вязкости масла и является расчетным моментом сопротивления при определении мощности стартера.
 [9]

Характеристики стартера ( а) и диаграмма работы стартера на двигателе ( б): MQS – момент сопротивления двигателя; М – вращающий момент стартера, приведенный к валу ДВС.
 [10]

Как изменяются основные параметры стартера ( сила тока, момент, частота вращения, мощность, напряжение) при увеличении момента сопротивления двигателя пуску.
 [11]

Мд – момент вращения двигателя; Jn, Mcn – моменты инерции и сопротивления в расчетном интервале Аап, приведенные к оси двигателя и включающие инерцию и момент сопротивления двигателя.
 [13]

Для того чтобы двигатель начал работать самостоятельно, стартер должен сообщить его коленчатому валу определенную начальную ( пусковую) частоту вращения. При этом стартер должен преодолевать момент сопротивления двигателя, являющийся суммой нескольких составляющих.
 [14]

Одним из источников периодических возмущений является резко переменная нагрузка на некоторых промышленных предприятиях; в частности, такую нагрузку несут двигатели прокатных станов. Для введения в расчет резко переменной нагрузки используется соответствующая многоэлементная модель, моменты сопротивления двигателей задаются как функции времени.
 [15]

Страницы:  

   1

   2